技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的視頻圖像處理和識(shí)別技術(shù)，特別是大量不同類型的特種車（如裝甲車）輛指針式儀表的半自動(dòng)識(shí)別與校驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

特種車輛指的是外廓尺寸、重量等方面超過設(shè)計(jì)車輛限界的及特殊用途的車輛，除了裝甲車外，還可以是運(yùn)鈔車、救護(hù)車、消防車、警車、工程救險(xiǎn)車、軍事監(jiān)理車等。特種車輛儀表是特種車輛上重要的儀器裝備。對(duì)特種車輛上的儀表進(jìn)行校驗(yàn)，可以給出對(duì)特種車輛儀表在出廠時(shí)候的可靠性的評(píng)估，可以保證了特種車輛在正式使用時(shí)候的可靠性。因此，對(duì)特種車輛指針式儀表進(jìn)行校驗(yàn)是它們正式被使用之前的必須的一步。

長(zhǎng)期以來，計(jì)量行業(yè)以及一些特殊行業(yè)的校驗(yàn)與測(cè)量普遍采用人工讀取的非接觸式方法來進(jìn)行儀表的識(shí)別與校驗(yàn)。而最近基于視頻圖像處理技術(shù)的工業(yè)儀表自動(dòng)識(shí)別也有不少研究，如文獻(xiàn)1（孫琳，王永東，指針式儀表自動(dòng)檢定圖像識(shí)別技術(shù)，現(xiàn)代電子技術(shù)[J]，2011.Vol.34(8)：101-104.）。但是很少有針對(duì)特種車輛的儀表的研究，也很少有基于大量不同類型的儀表的半自動(dòng)化校驗(yàn)的研究。特種車輛儀表有不同于工業(yè)儀表的獨(dú)特的特點(diǎn)，比如說大部分特種車輛儀表類型的底盤是黑的，大部分特種車輛儀表的指針不在儀表圓盤中心，特種車輛儀表的指針比工業(yè)儀表的指針更寬更短，比一般的工業(yè)儀表更加難以識(shí)別，等等。特種車輛儀表存在著下面一些特點(diǎn)：

1）特種車輛儀表的校準(zhǔn)對(duì)正確率的要求比工業(yè)儀表的要求要高的多；

2）特種車輛儀表的種類很多，并且儀表的特點(diǎn)沒有太多的規(guī)律性，3）

3）很難對(duì)它們?nèi)窟M(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)校驗(yàn)；

4）很多特種車輛儀表的刻度不均勻，不能很好提??；

5）大部分特種車輛儀表的指針固定點(diǎn)不在儀表圓盤的中心。

另外還可能有如下一些原因使得儀表的自動(dòng)識(shí)別帶來偏差，需要采用半自動(dòng)的方式：光照太強(qiáng)或太弱，影響到儀表圖像的刻度讀?。槐肀P可能被污染，因此儀表的刻度，特別是比較重要的起始刻度、終止刻度不能準(zhǔn)確獲取；儀表偏斜得太厲害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：針對(duì)特種車輛儀表的特殊性，如何去快速的校驗(yàn)和識(shí)別大量不同類型的特種車輛儀表，并且保證很高的準(zhǔn)確率。

在特種車輛的識(shí)別和校驗(yàn)中，我們模擬人眼識(shí)別的過程，分了如下8個(gè)步驟，這8個(gè)步驟有如下的執(zhí)行方式：

步驟1：圖像預(yù)處理(自動(dòng)執(zhí)行)；

步驟2：表盤邊緣和中心提取(自動(dòng)執(zhí)行)；

步驟3：儀表類型建模與類型選擇(手動(dòng)執(zhí)行)；

步驟4：指針固定點(diǎn)的提取(手動(dòng)執(zhí)行)；

步驟5：指針提取(自動(dòng)執(zhí)行)；

步驟6：起始刻度和終止刻度提取(手動(dòng)執(zhí)行)；

步驟7：讀數(shù)(自動(dòng)執(zhí)行)；

步驟8：校準(zhǔn)(自動(dòng)執(zhí)行)。

對(duì)于某些儀表圖像來說，全自動(dòng)的執(zhí)行會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和偏差，而特種車輛儀表的校準(zhǔn)對(duì)校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率有非常高的要求。因此對(duì)于以上的8個(gè)步驟來說，我們有選擇性地人工執(zhí)行其中一些步驟。通過我們的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)在上述的幾個(gè)步驟中，對(duì)于比較麻煩的圖像，也就是指針固定點(diǎn)、刻度識(shí)別、起始刻度和終止刻度可能會(huì)錯(cuò)，因此對(duì)于這幾個(gè)步驟我們選擇人工執(zhí)行。我們將特種車輛識(shí)別和校驗(yàn)使用半自動(dòng)的方式，將其中某些步驟自動(dòng)化，而某些步驟則人工手動(dòng)執(zhí)行，這種方式比手動(dòng)人工校驗(yàn)更加快捷，比全自動(dòng)識(shí)別和校驗(yàn)又有高得多的準(zhǔn)確率。

下面我們將詳細(xì)的介紹幾個(gè)步驟。

步驟1.圖像預(yù)處理

本發(fā)明利用圖像增強(qiáng)技術(shù)對(duì)特種車輛儀表圖像進(jìn)行自動(dòng)處理。對(duì)于大部分特種車輛儀表來說，工業(yè)儀表大部分是白色底盤，而裝甲儀表大部分是黑色地盤。因此在預(yù)處理過程中，我們需要做反色變換。輸入的彩色圖像將被轉(zhuǎn)換成為灰度圖像，然后是除去噪聲。對(duì)于太暗的圖像，我們還要進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理。對(duì)于有些步驟，比如說指針提取和刻度提取，還需要對(duì)圖像進(jìn)行二值化，所以預(yù)處理中還要求得二值化圖像。

針對(duì)儀表圖像的光線太暗的情況，對(duì)儀表圖像進(jìn)行灰度拉升處理或者均衡處理都能起到圖像增強(qiáng)的作用。相對(duì)于均衡處理發(fā)明來說，灰度拉升能起到不改變圖像細(xì)節(jié)的作用。由于儀表上刻度提取、指針提取都依賴非常重要的細(xì)節(jié)，因此預(yù)處理中我們采用對(duì)反色后儀表圖像進(jìn)行灰度拉升。

步驟2.儀表邊緣和中心提取